2017 Fiscal Year Research-status Report
Establishment of lipid-optogenetics
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17K19341
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| Research Institution | The University of Tokyo |
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Principal Investigator |
上田 善文 東京大学, 教養学部, 特任研究員 (60391877)
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| Project Period (FY) |
2017-06-30 – 2019-03-31
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| Keywords | 脂質光遺伝学 / 脂質 / Magnet system / CRY2/CIB1 system |
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| Outline of Annual Research Achievements |
本研究では、脂質分子を時空間的に高精度に産生し、細胞内外での脂質の機能を明らかにする「脂質光遺伝学」の確立を目指す。本年度は、数種類の脂質に関しての光遺伝学ツールの開発を行った。
本年度は、数種類の脂質に関しての光遺伝学ツールの開発を行った。その一つAは、光依存的に増加し、ウエスタンブロッティングによる生化学的手法による下流のタンパク質のリン酸化や、細胞運動などを誘導することが明らかとなった。質量分析器を用いた脂肪酸を込みにした増加も確認できた。さらに神経細胞において、スパインでの産生を誘導するとスパインの形態に変化があることが明らかとなった。現在、細胞レベルでの検証はほぼ終了し、今後は、マウスなどでの生体内で光遺伝学ツールを発現させ、光によってAを産生させた際にどのような変化が起きるかなどを皮膚、脳などで検証していく予定である。そのための準備として、生体内容のウイルスvetor用のツールも作製した。
また、細胞内のみならず細胞外にも放出され機能を果たす脂質Bにも興味を持ち、その光遺伝学ツールの開発を行った。現在利用できる光制御モデュールを基に開発を進めたところ、光依存的に脂質の産生を促すことが質量分析器よりわかった。また、カルシウムシグナルを誘導できるかを検証したところ、２倍程度のカルシウムの上昇が確認できた。現在、応答をさらに上げるために、ツールの改良を行っており、完成したツールを簡便にスクリーニングするための系も立ち上げた。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.
Reason
機能性脂質Aに関しては、細胞レベルではマイナーな改良は今後続ける可能性はあるが十分に応答する光遺伝学ツールが完成した。また、機能性Bに関しては、質量分析器で応答が確認されていることからツールが応答していることはわかった。さらに、現在、組織および個体での応用まで準備がすすんでいるため、おおむね順調に進んでいると考えている。
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| Strategy for Future Research Activity |
今後の研究方針としては、以下の内容で進める。
脂質Aに関しては、光遺伝学ツールの開発は終わり、組織、個体レベルで応答し、機能を果たすかを明らかにする。即ち、脳スライスで神経細胞に発現させた際に、神経細胞の機能が如何に変化するかを検証する。また、種々のウイルスを用いて、脳、皮膚などに発現させ、その個体の行動や表現型の変化を検証する。
脂質Bに関しては、現在応答が確認されている光遺伝学ツールの改良を行っていく。現在用いている光遺伝学モデュールのみならずその他の物を基に作製し、応答の増幅を目指す。一方で、現在脂質の変化を測定するためのシステムとして質量分析器を用いているが、多量の改良体をより簡便に評価するシステムの確立もできているため、今後は様々な改良体を同時にスクリーニングしていく予定である。
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